通过气溶胶喷射打印的3D电极在几秒钟内即可检测COVID-19抗体[导读]通过电化学平台在几秒钟内感测到SARS-CoV-2病毒特异的抗体，该电化学平台由装饰有还原性氧化石墨烯并具有重组病毒抗原功能的金微柱阵列电极组成。阵列电极通过AerosolJet（AJ）纳米颗粒3D打印制成，其中金纳米颗粒（3-5nm）在3D空间中组装，烧结并与微流体设备集成在一起。该设备显示可以通过电化学阻抗谱检测浓度低至1pM的SARS-CoV-2刺突S1蛋白及其受体结合域（RBD）抗体，并可以通过基于智能手机的用户界面进行读取。此外，通过引入可从抗原中洗脱抗体的低pH化学试剂，可在一分钟内使传感器再生，从而允许使用同一传感器连续测试多个抗体样品。在这项工作中测试的两种抗体的检测时间为11.5秒。由于独特的3D打印技术和电化学反应，研究人员揭示了已知的最快的高灵敏度COVID-19抗体测试。卡内基梅隆大学的研究人员与匹兹堡大学和UPMC合作开发了已知最快的COVID-19抗体测试之一。测试结果可在10到15秒内获得，并检测出SARS-CoV-2（负责COVID-19的病毒）中两种抗体的存在。这种快速有效的测试可能是控制大流行蔓延的游戏规则。他们的研究发现可在MedRxiv上获得使用（通过气溶胶喷射印刷的三维电极在几秒钟内检测COVID-19抗体），可望得到同行评审。突破性测试将需要从指尖滴一小滴血液（少于5微升），以识别病毒的两种抗体：刺突S1蛋白和受体结合域（RBD）。通过手持式微流控设备中的电化学反应，它可以检测极低水平的抗体浓度（1皮摩尔（0.15纳克/毫升））。结果几乎立即发送到智能手机上的简单界面。可以使用研究人员发现的特殊化学方法在一分钟内清洁（即再生）该设备，该化学方法允许从同一设备进行多次连续读取。3D气溶胶喷射技术，可提高该测试设备的效率和准确性。微小，便宜的微柱状金电极使用热烧结在一起的气溶胶液滴以纳米级进行印刷。这会导致粗糙，不规则的表面，从而增加微柱的表面积并增强电化学反应，其中抗体可以闩锁在电极上包覆的抗原上。特定的几何形状允许微柱加载更多的蛋白质进行检测，从而获得非常准确，快速的结果。该测试的错误率非常低，因为该设备中使用的抗体和抗原之间的结合反应具有很高的选择性。研究人员充分利用了这种自然的设计优势。具有临时专利的设备制造成本低廉（数十美元）。并且，制造能力已经存在。用EIS测量3DcC传感器的Nyquist图。当我们意识到我们可以使我们的工作适应COVID-19测试时，我的研究团队正在研究3D打印的高性能传感器，以检测大脑中的多巴胺，机械工程副教授RahulPanat说。卡内基·梅隆（CarnegieMellon）使用专门的增材制造技术进行研究，涉及范围从脑机接口到生物监控设备。我们改变了研究方向，将我们的专业知识应用到了这场毁灭性的大流行中。


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